Explorador de lunas heladas de Júpiter

Explorador de la luna helada de Júpiter (JUICE)

JUGO (dibujo del artista)
Cliente Agencia Espacial Europea
Operador Agencia Espacial Europea
Tareas estudio del sistema de Júpiter
Satélite Júpiter
plataforma de lanzamiento ELA-3
vehículo de lanzamiento Ariane-5 (puerto espacial de Kourou)
lanzar abril de 2023 [1]
Entrando en órbita julio de 2031 [1]
Duracion del vuelo 7,6 años
Desorbitar 2035
ID de NSSDCA JUGO
Especificaciones
Peso 5 toneladas
sci.esa.int/science-e/ww…
 Archivos multimedia en Wikimedia Commons

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)  es una estación interplanetaria automática de la Agencia Espacial Europea , diseñada para estudiar el sistema de Júpiter , principalmente los satélites de Ganímedes , Europa y Calisto , en busca de la presencia de océanos subterráneos de agua líquida en estas lunas. La investigación en Io solo se llevará a cabo de forma remota.

El objetivo de la misión JUICE es explorar Ganímedes como un mundo rico en agua, lo cual es esencial para determinar la habitabilidad potencial del sistema solar fuera de la Tierra. Además, se prestará especial atención a los estudios de las interacciones magnéticas y de plasma únicas de Ganímedes y Júpiter. La misión fue aprobada el 2 de mayo de 2012 como la clase L1 principal como parte del programa Cosmic Vision para 2015-2025 [2] . El coste aproximado del programa es de 850 millones de euros [3] (a precios de 2011). El supervisor científico del proyecto (Study Scientist) es Dmitry Titov (ESA).

Historial del programa

Eventos planeados

Requisitos previos de la misión

En 1995 , la nave espacial Galileo llegó al sistema de Júpiter para realizar estudios detallados del planeta y sus lunas, siguiendo las misiones Pioneers 10 y 11 , Voyagers 1 y 2 , y Ulysses . Se prestó especial atención al estudio de cuatro satélites galileanos: Io , Europa, Ganímedes y Calisto, en los que (con la excepción de Io) se descubrieron océanos subterráneos. Galileo también pudo detectar un campo magnético alrededor de Ganímedes, que probablemente se genera por convección en el núcleo líquido.

Los estudios realizados por el aparato de Cassini a principios del siglo XXI demostraron que  las lunas de Saturno , Encelado y Titán  , también tienen océanos líquidos bajo la superficie.

Estos descubrimientos han dado lugar al surgimiento de un nuevo paradigma de mundos habitables, según el cual los satélites helados de los gigantes gaseosos son lugares propicios para el origen de la vida. Es probable que los exoplanetas que tienen lunas heladas con un océano bajo la superficie sean mucho más comunes en el universo que los planetas como nuestra Tierra , que requieren condiciones especiales para el surgimiento de la vida. Galileo hizo un descubrimiento importante, a saber, la presencia de un campo magnético en Ganímedes, el único satélite del sistema solar que tiene un campo similar. Se cree que Ganímedes y Europa todavía están internamente activos debido a la fuerte influencia de las mareas de Júpiter.

Incluso durante la operación de Galileo, y también después de su salida de órbita en 2003, la comunidad científica intentó en repetidas ocasiones obtener financiación para la próxima misión de estudio del sistema de Júpiter. Casi todos fueron rechazados por dos razones principales: debido a la alta complejidad y la falta de fondos.

La misión de la sonda Juno lanzada el 5 de agosto de 2011, llegando a Júpiter en 2016, se centra exclusivamente en estudiar al gigante gaseoso en sí y no está diseñada para estudiar sus satélites. Teóricamente, las capacidades de la cámara a color de Juno permitirían obtener imágenes de la luna galileana más cercana a Júpiter, Io. Sin embargo, incluso en las condiciones más favorables, el tamaño de la imagen será insignificante debido a las características de la cámara de Juno: si Io está directamente encima de Juno, a una distancia de unos 345 000 km, la resolución de las imágenes será de solo 232 km. por píxel, o alrededor de 16 píxeles de ancho. Las imágenes de otros satélites serán aún menos claras [9] . Al mismo tiempo, solo las imágenes que tendrán una resolución de varios kilómetros a varios metros por píxel son de interés científico (por ejemplo, el detalle máximo de las imágenes de la cámara Galileo al fotografiar la superficie de Europa fue de 6 m por píxel).

Escenario de la misión

Fase del vuelo interplanetario [1]

Fase del Tour de Júpiter

Fase del Tour de Ganímedes

Objetivos científicos

JUICE caracterizará a Europa, Ganímedes y Calisto en términos de su estructura interior, composición y actividad geológica, identificará áreas con océanos subterráneos y ampliará nuestro conocimiento sobre la posible habitabilidad de estos mundos. JUICE medirá el grosor de la corteza de hielo de Europa y determinará la ubicación para futuras investigaciones. La misión también incluye el estudio del propio Júpiter y la interacción de los satélites galileanos con el gigante gaseoso. Júpiter es el arquetipo de los planetas gigantes que se han encontrado en abundancia alrededor de otras estrellas. La misión JUICE nos permitirá comprender mejor el potencial de los gigantes gaseosos y sus satélites para la existencia de vida. El tiempo total de investigación es de 3,5 años.

Ganímedes

JUICE explorará Ganímedes durante la mayor parte de su misión: el tiempo total de exploración del satélite será el 30 % del programa total de la misión. Ganímedes es principalmente interesante porque es el único satélite del sistema solar que genera su propio campo magnético. Además, existe una hipótesis sobre la presencia de un océano subterráneo de agua líquida en él. El tiempo total de investigación cercana es de 280 días, durante los cuales JUICE realizará 15 sobrevuelos de satélite a varias altitudes, de 300 a 50 000 km. Se generará un mapa satelital global con una resolución de 400 m por píxel. Los objetos más interesantes serán fotografiados con una resolución de hasta varios metros por píxel.

Los estudios científicos específicos de Ganímedes son los siguientes:

Calisto

Los estudios científicos específicos de Calisto son los siguientes:


Europa

Debido al nivel relativamente bajo de protección contra la radiación, solo se planean 2 sobrevuelos de Europa a una altitud de 400 a 500 km desde la superficie del satélite (un estudio completo de este satélite requeriría alrededor de 50 a 100 sobrevuelos de JUICE). El tiempo total de estudio del satélite será del 10% del programa total de la misión. Thera y Thrace Macula, así como Lenticulae, fueron seleccionados como objetos de estudio durante el período de máxima aproximación de la sonda a la superficie. La duración de un estudio detallado de Europa será de 36 días, el total, aproximadamente un año (estudios remotos). El énfasis en el estudio de Europa no se pondrá en la búsqueda de materia orgánica, sino en comprender la formación de la corteza de hielo del satélite y su composición. JUICE será el primer módulo de aterrizaje en escanear la superficie de Europa y determinar tanto el grosor mínimo de la corteza de hielo debajo de las regiones más activas de la luna como la profundidad del océano debajo de ellas.

Los objetivos de investigación de Europa son los siguientes:

Yo

A diferencia del predecesor de JUICE, la nave espacial Galileo, Io solo se explorará de forma remota, desde una distancia que no supere la órbita de Europa. Esto se debe al hecho de que para mantener el costo de la misión en la región de los mil millones de euros, la protección contra la radiación de la sonda no podrá proteger la electrónica cerca de Júpiter al nivel requerido (por la misma razón, sólo se planean dos sobrevuelos de Europa). Sin embargo, JUICE llevará a cabo la detección remota de la actividad volcánica del satélite.

Júpiter

La investigación de Júpiter constituirá más del 40% del programa total de la misión:

Características

Vehículo de lanzamiento

La estación JUICE será puesta en órbita por el cohete portador europeo " Ariane-5 " (este será el último lanzamiento de este cohete) [1] .

Construcción

Equipo científico

JUICE contará con 11 instrumentos científicos con una masa total de 104 kg. En la creación participarán científicos de 15 países europeos, así como de EE. UU., Japón y Rusia. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA desarrollará equipos para recibir y transmitir la señal del radar a la Tierra. La NASA estima la inversión total en la misión en 114,4 millones de dólares.

Herramientas de teledetección:

Instrumentos para el estudio de las magnetosferas de Júpiter y Ganímedes:

Herramientas para estudiar la estructura física de las lunas durante sobrevuelos cercanos:

Misiones relacionadas

La generación actual de AMS, diseñada para explorar el sistema de Júpiter con llegada en la década de 2030, consta de vehículos de las agencias espaciales europea, estadounidense y china. Estos son JUICE (ESA), Europa Clipper (NASA) y Tianwen-4 (CNSA). El éxito de estas misiones asegurará en gran medida el futuro desarrollo de vehículos de descenso a la superficie de los satélites galileanos.

Europa Clipper (NASA)

Un proyecto de la NASA para la exploración de Europa, que apareció inmediatamente después de que EE. UU. se retirara del programa internacional Europa Jupiter System Mission y la cancelación de la misión Jupiter Europa Orbiter. El lanzamiento de la estación está programado para octubre de 2024, llegada al sistema de Júpiter, en abril de 2030.

La misión Europa Clipper se comparará favorablemente con la misión JUICE en términos de exploración de Europa: el período nominal garantizado de funcionamiento de la sonda en la región de Europa será de al menos 109 días (frente a 36 días para JUICE). El tiempo total para investigar Europa será de 3,5 años (frente a 1 año para JUICE), durante los cuales la sonda realizará 45 sobrevuelos de satélite (frente a 2 sobrevuelos para JUICE) a una altitud de 2700 a 25 km. Durante la máxima aproximación de la sonda a la superficie (25 km desde la superficie congelada del satélite frente a los 400-500 km de JUICE), el radar tendrá la máxima probabilidad de determinar el grosor de la corteza de hielo de Europa y la profundidad del agua. océano subyacente (y en la combinación más favorable de circunstancias, incluso su salinidad). En el transcurso de una misión nominal, Clipper transmitirá un terabit de datos, incluidas imágenes de alta resolución de hasta 0,5 metros por píxel, datos de sondeo de radar y espectros de superficie, y mediciones de campo magnético. Con base en los resultados obtenidos durante la misión, se determinará el lugar de aterrizaje del vehículo de descenso como parte de la próxima misión.

Tianwen-4 (CNSA)

La Agencia Espacial China planea implementar la misión Tianwen-4, con un lanzamiento tentativo en 2030. La misión constará de dos vehículos, uno de los cuales está diseñado para estudiar el sistema de Júpiter desde la órbita, el segundo, el sistema de Urano desde una trayectoria de sobrevuelo. La nave espacial, diseñada para estudiar el sistema de Júpiter, eventualmente entrará en órbita alrededor de Calisto [11] .

Datos interesantes

Aproximadamente 4 años antes de que JUICE llegue al sistema de Júpiter, se pondrá en funcionamiento el Telescopio de Treinta Metros , que podrá obtener imágenes con el mismo detalle que Galileo (35 kilómetros por píxel; 10 veces mejor que el telescopio Hubble) [12 ] [13] . El European Extremely Large Telescope , que se pondrá en servicio en 2025 y tiene un diámetro de espejo de 39 metros, podrá generar imágenes a una resolución de aproximadamente 25 km por píxel.

Véase también

Notas

  1. 1 2 3 4 5 El viaje de Juice y la gira del sistema de Júpiter . Recuperado: 24 de septiembre de 2022.
  2. JUICE es la próxima gran misión científica de Europa . Consultado el 11 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 20 de agosto de 2012.
  3. Informe de revisión técnica y programática de JUICE (enlace descendente) (18 de diciembre de 2011). Archivado desde el original el 16 de marzo de 2013. 
  4. Informe de estudio de definición de JUGO (Libro rojo) (enlace no disponible) (30 de septiembre de 2014). Consultado el 4 de junio de 2017. Archivado desde el original el 4 de julio de 2017. 
  5. Preparándose para construir la Misión Júpiter de la ESA (17 de julio de 2015). Consultado el 22 de julio de 2015. Archivado desde el original el 22 de julio de 2015.
  6. Airbus Defence and Space firma un contrato de 350 millones de euros para desarrollar y construir la nave espacial JUICE, el próximo rastreador de vida de la ESA dentro del Sistema Solar (enlace no disponible) (9 de diciembre de 2015). Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2015. 
  7. Los ingenieros de ADS prueban la cámara de navegación de la sonda JUICE . Consultado el 3 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 3 de septiembre de 2019.
  8. La estación JUICE llegó al lugar de montaje . Consultado el 24 de mayo de 2020. Archivado desde el original el 10 de agosto de 2020.
  9. Junocam nos dará excelentes tomas globales de los polos de Júpiter (5 de agosto de 2011). Archivado desde el original el 16 de marzo de 2013.
  10. MIPT enviará su dispositivo a Júpiter (26 de febrero de 2014). Consultado el 11 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2018.
  11. China quiere explorar Urano y Júpiter con 2 naves espaciales en un cohete . espacio.com. Recuperado: 24 de septiembre de 2022.
  12. No tienes que volar a Io (30 de octubre de 2011). Consultado el 11 de marzo de 2013. Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2012.
  13. Erupciones volcánicas en la 'luna pizza' Io de Júpiter vistas desde la Tierra (29 de octubre de 2012). Archivado desde el original el 16 de marzo de 2013.